C# 队列和栈 线程安全
队列是其元素以先进先出(FIFO)的方式来处理集合,先入队的元素会先读取。
栈是和队列非常类似的另一个容器,栈和队列最大的区别是后进先出(LIFO),也可以说成先进后出。
队列在现实生活中的例子数不胜数。例如:排队打饭,排队购买机票,打印队列中等待处理的打印业务等
栈在生活中的例子也不少。例如:物流装车,火车调度等
那么,关于队列和栈在C#的用法介绍如下:
队列主要用法:
栈主要用法:
上述两个图中分别展示了队列:Queue<T>及栈Stack<T>
而在实际的C#编程中,无论是Queue<T>还是Stack<T>都无法保证线程安全,换句话说,他们存在普通集合List<T>存在的并发问题。关于这个问题,大家可以参考我的博客:C# 集合-并发处理-锁OR线程
今天,我写简单写了一个案例,分享给大家,代码如下:
using System;
using System.Collections.Concurrent;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks; namespace StackQueue
{
class Program
{
public static Queue<Product> productQueue = new Queue<Product>();//定义一个队列-----存在并发风险
public static Stack<Product> productStack = new Stack<Product>();//定义一个栈-----存在并发风险
//Net 4.0以后,微软提供了线程安全的先进先出集合
public static ConcurrentQueue<Product> productCQ = new ConcurrentQueue<Product>();//无需考虑并发
//Net 4.0以后,微软提供了线程安全的先进后出集合
public static ConcurrentStack<Product> productSK = new ConcurrentStack<Product>();//无需考虑并发
static void Main(string[] args)
{
//普通入队操作 存在并发风险
Task t1 = new TaskFactory().StartNew(RuDui);
Task t2 = new Task(()=>RuDui());
t2.Start();
Task t3 = Task.Factory.StartNew(RuDui);
Task t4 = Task.Run(() => RuDui());
Task.WaitAll(t1, t2, t3, t4);
//
//
//普通入栈操作,存在并发风险
Task t5 = new TaskFactory().StartNew(RuZhan);
Task t6 = new Task(() => RuZhan());
t6.Start();
Task t7 = Task.Factory.StartNew(RuZhan);
Task t8 = Task.Run(() => RuZhan());
Task.WaitAll(t5, t6, t7, t8);
//
//
//线程安全的入队操作,无需考虑并发问题<微软底层帮你处理了 ~_~ >
Task t11 = new TaskFactory().StartNew(RuDuiCC);
Task t22 = new Task(() => RuDuiCC());
t22.Start();
Task t33 = Task.Factory.StartNew(RuDuiCC);
Task t44 = Task.Run(() => RuDuiCC());
Task.WaitAll(t11, t22, t33, t44);
//
//
//线程安全的入栈操作,无需考虑并发问题<微软底层帮你处理了 ~_~ >
Task t55 = new TaskFactory().StartNew(RuZhanCC);
Task t66 = new Task(() => RuZhanCC());
t66.Start();
Task t77 = Task.Factory.StartNew(RuZhanCC);
Task t88 = Task.Run(() => RuZhanCC());
Task.WaitAll(t55, t66, t77, t88);
//
//
Console.WriteLine("productQueue队列中共有元素:" + productQueue.Count + "个。实际应该有40000个元素。存在并发风险!");
Console.WriteLine("productStack栈中共有元素:" + productStack.Count + "个。实际应该有40000个元素。存在并发风险!");
Console.WriteLine("productCQ队列中共有元素:" + productCQ.Count + "个。实际应该有40000个元素。无需考虑并发风险!");
Console.WriteLine("productSK栈中共有元素:" + productSK.Count + "个。实际应该有40000个元素。无需考虑并发风险!");
Console.ReadKey();
} public static void RuDui() //定义一个入队方法 先进先出
{
for (int i = ; i < ; i++)
{
Product model = new Product() { Name = "商品" + i, Category = "水果", SellPrice = };
productQueue.Enqueue(model);
}
} public static void RuZhan() //定义一个入栈方法 先进后出
{
for (int i = ; i < ; i++)
{
Product model = new Product() { Name = "商品" + i, Category = "水果", SellPrice = };
productStack.Push(model);
}
} public static void RuDuiCC() //保证线程安全的入队方法
{
for (int i = ; i < ; i++)
{
Product model = new Product() { Name = "商品" + i, Category = "水果", SellPrice = };
productCQ.Enqueue(model);
}
} public static void RuZhanCC() //保证线程安全的入栈方法
{
for (int i = ; i < ; i++)
{
Product model = new Product() { Name = "商品" + i, Category = "水果", SellPrice = };
productSK.Push(model);
}
}
} public class Product
{
public string Name { get; set; }
public string Category { get; set; }
public int SellPrice { get; set; }
}
}
执行结果如下:
由此可见,Queue<T>入队和Stack<T>入栈都存在并发的问题。
上述代码中,提供了ConcurrentQueue<T> 和 ConcurrentStack<T> 两种全新的队列、栈。代码注释中也提到,这是NETFRM4.0才提出的线程安全队列及栈集合。
换句话说,使用ConcurrentQueue<T> 和 ConcurrentStack<T> 两种全新的队列、栈,无需考虑并发问题!
当然,如果您不习惯使用ConcurrentQueue<T> 和 ConcurrentStack<T> ,那么您也可以结合C# Lock(Object) 进行代码临界,这种加锁的方式也能解决Queue<T>和Stack<T>并发的问题。不过,加锁就意味着额外开销,效率会低一些。
加锁的方式在我的博客:C# 集合-并发处理-锁OR线程 中都有体现。
更多兴趣阅读<也是关于队列应用的哦>:C# 定时器和队列结合,卖包子啦,Timer、 AutoResetEvent、 ManualResetEvent
当然,如果遍历队列或者栈,可以使用Foreach(var A in ...)
今天只是做个整理,没什么特别的意义,有兴趣的小虎斑点个赞吧!谢谢!
@陈卧龙的博客
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